【海藻酸纤维及其纺织品研究的文献综述3100字】

海藻酸纤维及其纺织品研究的文献综述海藻酸纤维的原料海藻酸钠，是一种天然高分子，提取于褐藻类植物，具有很多优良的性能，是由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古罗糖醛酸(G)形成的一种无规线性嵌段共聚物[19]，如图1.1。其无毒无污染且可生物降解的特性也使得海藻酸纤维及其织物被广泛应用。在海藻酸钠水溶液中加入Ca2+，Ba2+等阳离子后，海藻酸钠中G单元上的Na+会与二价离子发生离子交换反应[20]，大分子上的G基团会形成交联网络结构，转变成水凝胶。制备海藻酸纤维，常选用氯化钙溶液来充当凝固浴，原因是氯化钙造价便宜并且无毒无危害。湿法纺丝设备将海藻酸钠溶液挤进凝固浴中，被Ca2+固化，形成纤维。图1.1两种甘露糖醛酸的结构式[19]。Fig.1.1Structuralformulaeoftwomannuronicacids[19].海藻酸纤维海藻酸纤维是通过将水溶性海藻酸钠溶液转变为非水溶性的海藻酸盐水凝胶而实现的[21]。海藻纤维的纵向表面由于制备方法原因，纤维上有沟槽且粗细均匀，其横截面和普通粘胶纤维的截面比较相似，是不规则的锯齿状且无较厚的皮层存在，结晶度不如粘胶纤维，其分子结构的特殊性和凝固浴的金属离子的催化作用，使海藻纤维具有优异的自阻燃性[22]。海藻酸纤维具有高吸湿[23,24]、高氧渗透性、好的生物相容性[25,26]、易被生物降解吸收等特性。海藻纤维广泛应用于医学[27-29]、防护等领域[30]，浙江理工大学的马超[31]用戊二醛对纤维进行化学交联，考察了不同交联剂浓度对化学交联载药海藻纤维形貌、力学、吸湿和释放等性能的影响，图1.2是不同整理情况的海藻酸纤维的SEM图像，可以看到，化学交联之后的海藻纤维表面更加粗糙，在纤维成型过程中主要是湿法纺丝设备的纵向拉伸作用，在这单一作用力下纤维的表面也只会有纵向纹路。而是当发生化学交联时，在50℃条件下海藻纤维原本取向的分子发生应力松弛，蜷曲，再加上横向的化学力（交联作用）的作用，表面就会变得相对粗糙；青岛大学的初晓夏[32]研究了海藻酸盐的提取物制备而成的医用敷料的性能，分别从止血效果、生物相容性、抗菌性三方面内容进行分析，在兔的脊柱两侧对称性的剪下六个圆形切口，再贴上海藻酸盐敷料，使用了海藻酸盐敷料后，止血时间明显减少，止血效果更优良。除此之外，海藻酸纤维还具有绿色环保特性[26]，以及良好的抗菌性、高透气性等特性[1]。图1.2海藻纤维放大三千倍的扫描电镜照片，(a)为纯的海藻纤维、(b)是化学交联海藻纤维、(c)是载药海藻纤维和(d)化学交联的载药海藻纤维[32]。Fig.1.2SEMphotographofseaweedfiberwithmagnificationof3,000times,inwhich(a)ispureseaweedfiber,(b)ischemicallycross-linkedseaweedfiber,(c)isdrug-loadedseaweedfiber,and(d)ischemicallycross-linkedseaweedfiberloadedwithdrug[32].微流控技术具有灵活可控制[33,34]、成品样式多[35-37]、安全稳定性高等优点。郑焯元[38]等人利用两相微流控装置，一步法制备出海藻酸钙空心水凝胶纤维空心，纤维被应用于封装和培养L929成纤维细胞，细胞在这种纤维中存活率较高，并且有沿着空心纤维内壁成直线生长的趋势。而青岛大学的研究生张瑞[39]，采用自制的纤维素纳米晶和聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)对海藻酸纤维进行原位改性，通过湿法纺丝工艺制备改性海藻酸纤维，改善了海藻酸纤维的综合力学性能，并且保持其绿色环保的优良特性。无独有偶，青岛大学同一课题组的研究生王倩倩[40]，研究了不同来源海藻酸钠原料的物理参数与机械性能的关系，并采用多价金属离子与钙离子复配凝固浴来进行湿法纺丝，制备了含多种金属离子的海藻酸纤维，提高了海藻酸纤维的机械性能，并改善了海藻酸纤维的阻燃与抑菌性能。青岛理工大学的董华[41]研究了沉积在海藻纤维上的金膜的电子和热性能，结果表明，海藻酸盐纤维上金膜的电导率和热导率比块体材料的电导率和热导率分别降低了93.9%和76.2%，发现这种趋势与沉积在玻璃纤维上的金膜相似。海藻酸织物海藻酸织物，顾名思义就是利用海藻酸纤维纺织而成，或由海藻酸纺丝液通过静电纺丝得到的无纺织物。通常是按照一定的比例，与其他纤维混纺，由于海藻酸纤维强度差，一般不会以纯海藻酸制成海藻酸织物。海藻酸纤维具有很多优良性能，比如良好的抗菌性、高吸湿性[23,24]、高透气性[1]、良好的生物相容性[25,26]和降解吸收性以及高的离子吸附性等性能，如果运用于纺织业是十分的有利的，但是，实际上，海藻酸纤维制成织物后经过染整的强力下降的很快，加上容易起皱，使得其在纺织品中的应用并不是很多。织物在进行染整处理后强力下降的幅度会很大，洗涤后也容易起皱，赵洪[1]对海藻酸纤维/棉混纺面料的整理工艺开展相关的研究，研究开发了免熨烫型海藻酸/棉纤维混纺织物。山东省纺织科学研究院的杨琳[42]，将海藻酸钙纤维和阻燃粘胶纤维制成同一号数的细纱并按不同混纺比制成织物，并研究了混纺织物的阻燃性能，开发出了阻燃性能更优异、服用性能更好、成本低廉的混纺阻燃织物。大连工业大学的祝国富[43]则利用将丝素蛋白/海藻酸钠溶液进行共混再纺丝，得到了共混改性丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维，增强了海藻酸钠纤维的力学性能及可纺性，使其满足在纺织制造和医疗卫生等领域的应用要求。西安工程大学的林浩[44]，通过大量试验，开发出了五种不同组织的针织面料，并对织造工艺、编织要点进行了阐述，同时测试了海藻纤维针织织物的基本性能，结果表明，海藻纤维混纺纱是比较适合开发针织面料的。现在对海藻酸织物的染色研究比较少。只有少数对海藻酸纤维的研究，国内郭英杰[45]采用多羧酸型染料用于海藻酸纤维的染色，通过添加多类金属离子，使其通过螯合作用实现染料与纤维之间的固着。实验得出锌离子和铝离子两种效果较好金属离子。通过实验研究了染色时间、pH值、染色温度、浴比对染色效果的影响,分别得出了其最佳染色条件。邵欢迎、张传杰等人[46]利用硫酸铝水溶液进行改性处理，固色处理工艺则采用了氯化钙水溶液，实现了海藻酸钙纤维的直接染料无盐染色。LiCui等人[47]将羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)改性的海藻酸钙纤维分别用茜素染料和花青素染料染色，制备了智能海藻酸钙纤维。另外还有用酸性染料对海藻酸纤维进行染色[48]，或用三种聚乙烯基胺染料对海藻酸纤维进行染色[49]等方法。胡元元等人[50]利用无盐无碱染色法对海藻纤维/阳离子粘胶混纺面料染色，将海藻纤维的染整失重率控制在较低的范围内，达到产品开发的预期效果。王进，刘艳君等人[51]对海藻/棉混纺针织面料用活性染料染色，测试了染色后织物的顶破强力、耐洗、耐摩擦及耐汗渍色牢度等性能。参考文献[1] 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